ライス大学の新しい処方は、黄河の洪水を防ぐのに役立ちます

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ライス大学の2人の地質学者、ホンボ・マとジェフリー・ニトローアは、 公式システムを開発 中国の黄河、黄河の頻繁な洪水を予測し緩和する。

馬は2014のライス大学に入学した中国の博士研究員です。

黄河はアジアで3番目に長い川であり、世界で最も破壊的な川の1つです。

それは大量のシルトを運ぶ能力で知られています。 毎年、川は 年間1.52億トンのシルトこれは1立方ヤードの水につきシルトの約57ポンドである。

河川は世界中の河川に比べて土砂負荷量が最も高い。 土砂負荷のこの大きな輸送に寄与する要因には、急な斜面、森林地帯の欠如、急流などがあります。

黄河市は、致命的な洪水の結果として数十万人から数百万人を殺し、世界で最も致命的な自然災害の原因となっています。 80万人以上が氾濫原に住み、黄河の氾濫によって脅かされています。

しかし今、MaとNittrouerは、中国当局が黄河の頻繁な洪水を予測し、防止するのに役立つ新しいツールを作成しました。

3D河川底マッピングと堆積物サンプリングを使用して、MaとNittrouerは世界中の海岸線を理解するために普遍的に適用できる堆積物輸送配合を作成しました。 この式は、Huangheがどのように堆積物を運ぶのかを正確に表す最初のモデルです。

MaとNittrouerは、国立科学財団(NSF)の資金提供を受けて、4年間の研究を開始するために2015のHuangheを訪れました。 彼らの研究の目的は、河川を制御し、デルタの成長を渤海に向ける現在のシステムを調べることでした。

研究者らは、洪水の影響を軽減し、世界中の河川システムに適用可能な処方を確立することを望んでいます。

「管理が不十分だと、堆積物が川の水路に残り、川を詰まらせ、深刻な洪水を引き起こして周囲の社会に損害を与える可能性があります。 私たちの新しい発見は、河川管理当局が土砂を適切に輸送し、洪水の発生を防ぐために、水の流れをよりよく制御するのに役立ちます。

研究者は黄河とミシシッピ川を比較する。

「私たちが見つけたのは、中国の黄河のような細粒度(非常に細かい砂からシルトまで)の川系では、砂丘で覆われた砂の川系(ミシシッピ川)とは対照的に、河床は平らになる傾向があることです。砂漠の砂丘のように」とマ氏は言いました。

「砂丘に覆われたベッドはでこぼこ道のようなものです。車は速く移動できません。 堆積物の輸送速度はこのように低いですが、細粒川の平床は良い高速道路のようなものです:車は速く走ることができます! そのため、堆積物の輸送速度は、でこぼこした砂質のベッドの場合の10から100倍になります。」

馬は中国の2008四川大地震の後に沈降学者になることを決めた。 彼の目標は、洪水を防ぐための技術を作り出すことです。

このシステムを導入するのは難しいかもしれませんが、迅速かつコスト効率の高いプロセスになる可能性があります。

私たちの新しい発見は物理法則のようなものです。それは発明されたものではなく発見されたものであり、どこにでもあります。 それを実装することは非常に迅速でコストはかかりません。 私たちの物理法則は、河川の水流(またはその他の流れの流れ)によってどのくらいの堆積物が運ばれるかを知ることができます。 したがって、水深や流速などの水の流れと堆積物の粒度条件を考慮すると、河川の堆積物の量を瞬間的に正確に計算することができ、時間も費用もかかりません。

処方が効果的であるためには、海岸線に沿って堆積物と水の流れを見ることが重要です。

「人間社会にとって有意義な予測を実際に作成するには、この発見を枠組みまたは背景に入れる必要があります」とMa氏は言います。

「たとえば、川の堆積物はデルタ海岸線を構築する主要な材料であるため、川によってデルタと海岸線に運ばれる量を正確に計算できれば、海岸線の将来を予測し、海面上昇がどの程度になるかを理解できます。海岸線をより正確に侵食します。」

Maは、この式はHuangheのflood濫原の住民の将来にとって非常に貴重であると考えています。

「地元の人々や管理職にとっての意味は、私たちの調査結果を使用して、細粒が時には悪くないことを理解できることです。遮るもののない河道を維持するために」と彼は言った。

「潜在的な洪水の危険を防ぐことは、中国の黄河下流の銀行線沿いに住む88人の人々に利益をもたらす可能性があります。」

研究チームは、Nittrouer and Maに加えて、ライス大学のAndrew Moodie、イリノイ大学アーバナシャンペーン校の内藤謙介、Gary Parker、清華大学のXudong FuとBaosheng Wu、YellowのYuanfeng ZhangとYuanjian Wang河川水力研究所。

この研究は、国立科学財団と中国国立自然科学財団によって支援されています。

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